סיבים עדשות הוא סוג שלסיבים אופטיים עם מיקרולנים שנוצרו בקצהוכדי למקד, לגלות או להרחיב את קרן אור הפלט. זה משמש לביעילות קדימה אורבין סיבים אופטיים, דיודות לייזר, מכשירים פוטוניים ומדריכי גל-במיוחד איפהעיצוב קרן מדויק או יעילות צימוד גבוההנדרש.
מהו סיבים עדשות?
הַגדָרָה:
A סיבים עדשותהוא סיב אופטי שפרצוף הפנים שלו הואשונה או מעוצב לעדשהלהתמקד או לגלות את האור הנפלט, לאפשריישור טוב יותר וצימוד אופטיעם רכיבים אופטיים אחרים.
סקירה כללית של מבנה
| רְכִיב | תֵאוּר |
|---|---|
| ליבה | ליבת SMF או MMF סטנדרטית (למשל, G.652, G.657) |
| חיפוי | סיליקה סטנדרטית או סיליקה מסוממת |
| קצה העדשה | קצה מעוצב (כדורי, חרוטי, מחודד או ביקוני) כדי למקד אור |
| שִׁכבָה | יכול להיות שיש ציפוי AR או מעיל פולימר\/מתכת מגן |
גיאומטריות קצה נפוצות
| גֵאוֹמֶטרִיָה | תֵאוּר | בַּקָשָׁה |
|---|---|---|
| כַּדוּרִי | קצה כדור כיפה למיקוד כללי | צימוד LD, ראשי חיישנים |
| חֲרוּטִי | קצה מחודד להפחתת NA או את גודל הספוט | גלגלי גל, צימוד שבבים |
| מחודד + כדור | אורך עדשות מורחב עם מיקוד חד יותר | הדמיה של רקמות עמוקות, בדיקה מדויקת |
| אסתר | גיאומטריה מותאמת אישית למיקוד ללא סטייה | יישור דיוק גבוה |
פרמטרים אופטיים
| פָּרָמֶטֶר | ערכים אופייניים (משתנים לפי עיצוב) |
|---|---|
| גודל ספוט | 2 מיקרומטר עד 20 מיקרומטר |
| מרחק עבודה (WD) | 0 - 100 מיקרומטר (נפוץ), יכול להיות ארוך יותר |
| אורך מוקד | 10–100 μm |
| התאמה | מותאם אישית לדיודה, מוליך גל, סיבים |
| אובדן החזרה | >45 dB עם ציפוי AR |
| אובדן הכניסה | < 1 dB (optimized systems) |
יישומים של סיבים עדשות
1. צימוד דיודה לייזר
צימוד יעיל ביןLDS פולט קצהוסיבים במצב יחיד
מיקוד דיוק גבוה מפחית את אובדן החשמל
2. צימוד מעגלים משולבים פוטוניים (PIC)
מיישר אור בין סיבים למעגלי גלי אור מישוריים (PLC)
משמש בפוטוניקה של סיליקון, AWGS, חיישני GaveGuide
3. ממשקי סיבים לשבב
מחבר סיבים אופטיים לmems או צ'יפס אופטי
מאפשר אריזה קומפקטית של מכשירים אופטיים
4. חיישנים אופטיים ובדיקות
משמש באוקטובר, ספקטרוסקופיה של ראמן, אובדיקות סיבים אופטיים
מאפשרמשלוח אור כמעט בשדהבהדמיה או באבחון כירורגי
5. משלוח קל מתנגש
סיבים עדשות עם WD ארוך המשמשים באינטרפרומטריהאוֹאופטיקה של חלל חופשי
6. מערכות יישור אופטיות
משולב בג'יגי יישור פעילים\/פסיבייםעבור צימוד מערך סיבים
שיטות ייצור
| שִׁיטָה | תֵאוּר |
|---|---|
| שחבור היתוך + טחינה | נתיך מתחדד סיבים קצרים ואז ללטש\/עדשה |
| נמס לייזר CO₂ | יוצר עדשה כדורית דרך מתח פני השטח |
| מיקרו -מכון לייזר של Femtosecond | עיצוב תלת מימד של קצה העדשה על סיבים |
| תחריט כימי + ליטוש | שולט על עקמומיות באמצעות תהליכים מבוססי HF |
יתרונות
יעילות צימוד גבוההעם מכשירים פעילים או פסיביים
קומפקטי ומשולבלרכיבי סיבים סטנדרטיים
רגישות ליישור מופחתתבגלל התנגשות
תוֹאֵםסביבות קשות(אם שריון)
מגבלות
ייצור מורכב(יקר לקבוצות קטנות)
קצה העדשה השברירית-אפשר לטיפול בזהירות
מרחק עבודה קצריכול להגביל את גמישות המיקום
צרכיםהתאמה מותאמת אישיתעבור Na ו- WD אופטימליים
גרסאות מוצר טיפוסיות
| סוּג | סוג ליבה | השתמש במקרה |
|---|---|---|
| סיבי עדשות SMF | G.652, G.657 | צימוד דיודה לייזר, ממשקי שבב |
| סיבי עדשות MMF | 50/125, 62.5/125 | אספקת חשמל, חיישני יישור נמוך |
| סיבי עדשות ראש הממשלה | פנדה\/PM980 | מערכות רגישות לקיטוב |
| סיבי עדשות ספיר | חומר גבוה-טמפ | חישה רפואית, תעשייתית |